CN106023567A - 智能处理模块和家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能处理模块和家用电器，其中，智能处理模块包括：获取控制信息；封装基板；天线，嵌入于封装基板的指定位置；无线通信单元，设于封装基板的正面的一个预留区域内，连接至天线，用于通过天线与外设设备进行数据交互；处理单元，设于封装基板的正面的另一个预留区域内，连接至无线通信单元，用于对获取的外设设备的数据进行解析，以生成对应的解析结果；显示单元，连接至处理单元，用于显示解析结果。通过本发明技术方案，将无线通信技术、处理单元和显示功能集成于同一封装芯片，体积小且生产成本低，可靠性高且适用于批量生产。

Description

智能处理模块和家用电器

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，具体而言，涉及一种智能处理模块和一种家用电器。

背景技术

随着物联网技术的发展，智能家电产品不断普及，如智能空调、智能冰箱、洗衣机等。远程控制已成为诸多智能家居产品必备的功能，使用户可以通过终端设备，如手机、掌上电脑等直接登录家中的智能家电，控制家电工作状态。为了更好地提高智能家电的用户体验，良好的人机交互窗口已成为智能家电产品的首选模块，而显示输出面板作为人机交互窗口重要组成部分，在智能家电产品中广泛应用。

相关技术中，智能家电产品的显示输出面板主要是LED显示面板，通过智能家电内置的MCU传送输出信号至驱动电路，使LED显示面板显示带有温度、湿度等信息的数字、图像等，以方便用户获取相关信息。传统智能家电控制显示面板主要是通过将独立Wi-Fi模块、独立MCU、独立显示驱动电路等制作在同一块PCB板上，再将这块PBC板安装在家电产品内使用。独立Wi-Fi模块将接收到的信号进行处理后，通过外置电路传输给独立MCU，由MCU根据信号所传递的信息，向显示驱动电路发出显示指令，显示所需信息。这种显示控制面板结构原理虽然简单，但随着智能家电产品轻便型、灵巧化的发展趋势，这种PCB级Wi-Fi显示控制面板越来越无法满足智能家电的需求。并且这种结构增加了对PCB板、电路附属元器件的投入，增加了制作成本，降低了生产效率。

因此，如何设计一种集成化且具有显示功能的智能处理模块成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提供了一种新的智能处理模块。

本发明还提供了一种新的家用电器。

为实现上述目的，本发明的第一方面的实施例，提出了一种智能处理模块，包括：封装基板；天线，嵌入于封装基板的指定位置；无线通信单元，设于封装基板的正面的一个预留区域内，连接至天线，用于通过天线与外设设备进行数据交互；处理单元，设于封装基板的正面的另一个预留区域内，连接至无线通信单元，用于对获取的外设设备的数据进行解析，以生成对应的解析结果；显示单元，连接至处理单元，用于显示解析结果。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过将天线、无线通信单元、处理单元和显示单元集成于同一封装基板，使用单一芯片替代传统的Wi-Fi芯片、MCU芯片和显示驱动面板(PCB级)，在保证智能处理模块具备通信功能、解析功能和显示功能的前提下，减小了显示器件的体积，且显示器件的兼容性高。

其中，对于智能处理模块的封装可以采用系统级封装(System in aPackage)或芯片级封装(System on Chip)实现，而智能处理模块的内部功率单元(如天线、无线通信单元、处理单元和显示单元等)之间通过金属连线进行连接，封装外壳的外侧设置引脚，连接于内部功率单元，利于将智能处理模块集成于不同的电气设备。

另外，根据本发明上述实施例提供的智能处理模块还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，显示单元连接至封装基板的背面伸出的引脚，引脚穿过封装基板连接于处理单元；智能处理模块还包括：塑封壳，通过塑封工艺设于封装基板的正面，用于封装无线通信单元和处理单元。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过塑封工艺将塑封壳设于封装基板的正面，提高了智能处理模块的抗干扰性和可靠性。

根据本发明的一个实施例，还包括：输入输出单元，设于封装基板的正面的另一个预留区域内，连接于处理单元和显示单元之间，输入输出单元还连接于天线和无线通信单元之间。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过在处理单元和显示单元之间设置输入输出单元，以及连接于天线和无线通信单元之间，实现了功能模块的电连接和数据交互，如输入输出单元是一种通用输入/输出接口，可以提高器件的兼容性。

根据本发明的一个实施例，还包括：金属连线，通过电镀工艺或金属溅射工艺形成于封装基板同侧的两个预留区域之间，并通过焊接工艺连接于预留区域内的功率单元，其中，功率单元包括天线通信单元、处理单元和天线中的至少一种。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过电镀工艺或金属溅射工艺形成金属连线，可以制备线宽极小的金属走线，缩小智能处理模块的表面走线面积，进而提高智能处理模块的集成化。

根据本发明的一个实施例，还包括：绝缘层，覆盖于金属连线上方，用于对金属连线进行电磁屏蔽和绝缘处理。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过在金属连线上方覆盖绝缘层，一方面，可以降低金属连线之间的短路的发生，另一方面，降低了外界电磁辐射对金属连线的干扰，再一方面，绝缘层可以保护金属连线不被腐蚀，主要是后续封装工艺对金属连线的影响和破坏。

根据本发明的一个实施例，塑封壳的内层和/或表层设有抗电磁干扰结构层。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过在塑封壳内和/或表层设置抗电磁干扰结构层，提高了智能处理模块的抗干扰特性。

根据本发明的一个实施例，引脚为球状矩阵引脚和/或焊盘网格阵列引脚。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过在智能处理模块的背侧设置球状矩阵引脚和/或焊盘网格阵列引脚，便于将智能处理模块插接于用电设备上，甚至可以接头保护技术实现热插拔，提高了智能处理模块的兼容性。

根据本发明的一个实施例，显示单元包括液晶显示面板和/或二极管显示面板。

根据本发明的一个实施例，液晶显示面板包括：液晶层；第一基板和第二基板，设于液晶层的两侧，第一基板和/或第二基板设有驱动电极，驱动电极用于驱动液晶层形成指定的图像。

根据本发明的一个实施例，二极管显示面板为有机自发光二极管，有机自发光显示面板包括：有机发光层；电极组件，电极组件包括分布于有机发光层一侧的正电极，电极组件还包括分布于有机发光层另一侧的负电极；电极组件在负载工作电压时激发有机发光层形成指定的图像。

本发明的第二方面的实施例，还提出了一种家用电器，包括：如上述任一项技术方案所述的智能处理模块；传感单元，连接至智能处理模块，能够与智能处理模块的天线进行通信，用于检测家用电器的工况信息并反馈至天线，以供智能处理模块进行解析和显示。

根据本发明的实施例的家用电器，通过将天线、无线通信单元、处理单元和显示单元集成于同一封装基板，使用单一芯片替代传统的Wi-Fi芯片、MCU芯片和显示驱动面板(PCB级)，在保证智能处理模块具备通信功能、解析功能和显示功能的前提下，减小了显示器件的体积，显示器件的兼容性高。

另外，根据本发明上述实施例提供的智能处理模块还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，家用电器为空调器。

综上，通过将天线、无线通信单元、处理单元和显示单元集成于同一封装基板，使用单一芯片替代传统的Wi-Fi芯片、MCU芯片和显示驱动面板(PCB级)，在保证智能处理模块具备通信功能、解析功能和显示功能的前提下，减小了显示器件的体积，且显示器件的兼容性高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的智能处理模块的俯视图；

图2示出了根据本发明的另一个实施例的智能处理模块的示意图；

图3示出了根据本发明的再一个实施例的智能处理模块的示意图；

图4示出了根据本发明的再一个实施例的智能处理模块的示意图；

图5示出了根据本发明的又一个实施例的智能处理模块的剖视图。

其中，附图标记和对应的结构名称如表1所示：

表1

附图标记	结构名称	附图标记	结构名称
				102	封装基板	104	天线
106	无线通信单元	108	处理单元
				110	显示单元	112	输入输出单元
114	金属连线	116	焊线
				118	塑封壳	120	功率单元
122	绝缘层	124	引脚

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用第三方不同于在此描述的第三方方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一：

下面结合图1至图5对根据本发明的一个实施例的智能处理模块进行说明。

如图1至图5所示，根据本发明的实施例的智能处理模块，包括：封装基板102；天线104，嵌入于封装基板102的指定位置；无线通信单元106，设于封装基板102的正面的一个预留区域内，连接至天线104，用于通过天线104与外设设备进行数据交互；处理单元108，设于封装基板102的正面的另一个预留区域内，连接至无线通信单元106，用于对获取的外设设备的数据进行解析，以生成对应的解析结果；显示单元110，连接至处理单元108，用于显示解析结果。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过将天线104、无线通信单元106、处理单元108和显示单元110集成于同一封装基板102，使用单一芯片替代传统的Wi-Fi芯片、MCU芯片和显示驱动面板(PCB级)，在保证智能处理模块具备通信功能、解析功能和显示功能的前提下，减小了显示器件的体积，且显示器件的兼容性高。

其中，对于智能处理模块的封装可以采用系统级封装(System in aPackage)或芯片级封装(System on Chip)实现，而智能处理模块的内部功率单元120(如天线104、无线通信单元106、处理单元108和显示单元110等)之间通过金属连线114进行连接，封装外壳的外侧设置引脚124，连接于内部功率单元120，利于将智能处理模块集成于不同的电气设备。

另外，根据本发明上述实施例提供的智能处理模块还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，显示单元110连接至封装基板102的背面伸出的引脚124，引脚124穿过封装基板102连接于处理单元108；智能处理模块还包括：塑封壳118，通过塑封工艺设于封装基板102的正面，用于封装无线通信单元106和处理单元108。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过塑封工艺将塑封壳118设于封装基板102的正面，提高了智能处理模块的抗干扰性和可靠性。

根据本发明的一个实施例，还包括：输入输出单元112，设于封装基板102的正面的另一个预留区域内，连接于处理单元108和显示单元110之间，输入输出单元112还连接于天线104和无线通信单元106之间。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过在处理单元108和显示单元110之间设置输入输出单元112，以及连接于天线104和无线通信单元106之间，实现了功能模块的电连接和数据交互，如输入输出单元112是一种通用输入/输出接口，可以提高器件的兼容性。

根据本发明的一个实施例，还包括：金属连线114，通过电镀工艺或金属溅射工艺形成于封装基板102同侧的两个预留区域之间，并通过焊接工艺(如图2和图5所示的焊线116)连接于预留区域内的功率单元120，其中，功率单元120包括天线104通信单元、处理单元108和天线104中的至少一种。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过电镀工艺或金属溅射工艺形成金属连线114，可以制备线宽极小的金属走线，缩小智能处理模块的表面走线面积，进而提高智能处理模块的集成化。

根据本发明的一个实施例，还包括：绝缘层122，覆盖于金属连线114上方，用于对金属连线114进行电磁屏蔽和绝缘处理。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过在金属连线114上方覆盖绝缘层122，一方面，可以降低金属连线114之间的短路的发生，另一方面，降低了外界电磁辐射对金属连线114的干扰，再一方面，绝缘层122可以保护金属连线114不被腐蚀，主要是后续封装工艺对金属连线114的影响和破坏。

根据本发明的一个实施例，塑封壳118的内层和/或表层设有抗电磁干扰结构层。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过在塑封壳118内和/或表层设置抗电磁干扰结构层，提高了智能处理模块的抗干扰特性。

根据本发明的一个实施例，引脚124为球状矩阵引脚124和/或焊盘网格阵列引脚124。

根据本发明的实施例的智能处理模块，通过在智能处理模块的背侧设置球状矩阵引脚124和/或焊盘网格阵列引脚124，便于将智能处理模块插接于用电设备上，甚至可以接头保护技术实现热插拔，提高了智能处理模块的兼容性。

根据本发明的一个实施例，显示单元110包括液晶显示面板和/或二极管显示面板。

根据本发明的一个实施例，液晶显示面板包括：液晶层；第一基板和第二基板，设于液晶层的两侧，第一基板和/或第二基板设有驱动电极，驱动电极用于驱动液晶层形成指定的图像。

根据本发明的一个实施例，二极管显示面板为有机自发光二极管，有机自发光显示面板包括：有机发光层；电极组件，电极组件包括分布于有机发光层一侧的正电极，电极组件还包括分布于有机发光层另一侧的负电极；电极组件在负载工作电压时激发有机发光层形成指定的图像。

根据本发明的实施例的家用电器，包括：如上述任一项技术方案所述的智能处理模块；传感单元，连接至智能处理模块，能够与智能处理模块的天线104进行通信，用于检测家用电器的工况信息并反馈至天线104，以供智能处理模块进行解析和显示。

根据本发明的实施例的家用电器，通过将天线104、无线通信单元106、处理单元108和显示单元110集成于同一封装基板102，使用单一芯片替代传统的Wi-Fi芯片、MCU芯片和显示驱动面板(PCB级)，在保证智能处理模块具备通信功能、解析功能和显示功能的前提下，减小了显示器件的体积，显示器件的兼容性高。

另外，根据本发明上述实施例提供的智能处理模块还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，家用电器为空调器。

实施例二：

根据本发明的实施例的智能处理模块，包括：用于处理Wi-Fi信号的Wi-Fi模块；进行逻辑运算、并下达相关指令的MCU模块；用于对外控制显示模块、天线、接收传感器信号、并控制执行器的输入输出端口；所述Wi-Fi模块通过输入输出端口接收来自天线，或向天线发送信号，完成与终端设备的信号传输；所述天线与所述智能处理模块集成一体；所述Wi-Fi模块将经由输入输出端口接收来自天线的信号，经处理后，传送给MCU模块，再由MCU根据信号类型进行分析运算；所述MCU模块将Wi-Fi模块传递来的信号进行分析运算后，获知信号指令；所述MCU模块根据获知的信号指令，向输入输出端口发送显示命令，使显示模块显示输出；所述MCU模块还可以根据获知的信号指令，向外部发送控制命令，控制外部执行器，如电机等工作；所述智能处理模块中的Wi-Fi模块、MCU模块及输入输出端口可以是独立的裸片形式(未封装的芯片级模块)，固定在通用基板上；所述智能处理模块中的Wi-Fi模块、MCU模块及输入输出端口与通用基板间的引脚之间通过金线进行连接，以便与模块外部引脚实现信号导通；所述智能处理模块中的Wi-Fi模块、MCU模块及输入输出端口之间通过通用基板内部的微带线(即金属连线)进行通信连接；所述通用基板边缘是可以作为天线使用的结构，该结构通过侧面收发信号；所述通用基板内部有裸片固定于定位区域内，该区域为各独立裸片提供定位；所述通用基板定位区域内部有微带线，实现各独立裸片间通信连接；所述微带线为厚度为1～5um的金属结构，涂覆于基板表面，金属微带线表面除引脚区域其余部分由绝缘层覆盖；所述裸片与微带线之间可以通过导电银胶或锡膏进行连接；所述定位区域正下方为外部脚分布区域，使外部引脚焊接过程中避免与天线之间发生短路；所述外部引脚可以是BGA锡球(ball grid array，球状矩阵排列)形式，或LGA引脚(Land Grid Array，焊盘网格阵列)形式；所述智能处理模块中的Wi-Fi模块、MCU模块及输入输出端口独立裸片可通过铁磁绝缘体专用塑封材料实现系统级封装，避免电磁干扰；所述智能处理模块中的Wi-Fi模块、MCU模块及输入输出端口可以是一颗完整裸片固定于通用基板的定位区域中央为主；所述固定于通用基板的完整裸片可以进行芯片级封装。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中如何设计一种集成化且具有显示功能的智能处理模块，本发明提出了一种新的智能处理模块，通过将天线、无线通信单元、处理单元和显示单元集成于同一封装基板，使用单一芯片替代传统的Wi-Fi芯片、MCU芯片和显示驱动面板(PCB级)，在保证智能处理模块具备通信功能、解析功能和显示功能的前提下，减小了显示器件的体积，且显示器件的兼容性高。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种智能处理模块，其特征在于，包括：

封装基板；

天线，嵌入于所述封装基板的指定位置；

无线通信单元，设于所述封装基板的正面的一个预留区域内，连接至所述天线，用于通过所述天线与外设设备进行数据交互；

处理单元，设于所述封装基板的正面的另一个预留区域内，连接至所述无线通信单元，用于对获取的所述外设设备的数据进行解析，以生成对应的解析结果；

显示单元，连接至所述处理单元，用于显示所述解析结果。

2.根据权利要求1所述的智能处理模块，其特征在于，所述显示单元连接至所述封装基板的背面伸出的引脚，所述引脚穿过所述封装基板连接于所述处理单元；

所述智能处理模块还包括：

塑封壳，通过塑封工艺设于所述封装基板的正面，用于封装所述无线通信单元和所述处理单元。

3.根据权利要求1所述的智能处理模块，其特征在于，包括：

输入输出单元，设于所述封装基板的正面的另一个预留区域内，连接于所述处理单元和所述显示单元之间，所述输入输出单元还连接于所述天线和所述无线通信单元之间。

4.根据权利要求1所述的智能处理模块，其特征在于，包括：

金属连线，通过电镀工艺或金属溅射工艺形成于所述封装基板同侧的两个预留区域之间，并通过焊接工艺连接于所述预留区域内的功率单元，

其中，所述功率单元包括所述天线通信单元、所述处理单元和所述天线中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的智能处理模块，其特征在于，包括：

绝缘层，覆盖于所述金属连线上方，用于对所述金属连线进行电磁屏蔽和绝缘处理。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的智能处理模块，其特征在于，所述塑封壳的内层和/或表层设有抗电磁干扰结构层。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的智能处理模块，其特征在于，所述引脚为球状矩阵引脚和/或焊盘网格阵列引脚。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的智能处理模块，其特征在于，所述显示单元包括液晶显示面板和/或二极管显示面板。

9.根据权利要求8所述的智能处理模块，其特征在于，所述液晶显示面板包括：

液晶层；

第一基板和第二基板，设于所述液晶层的两侧，所述第一基板和/或第二基板设有驱动电极，所述驱动电极用于驱动所述液晶层形成指定的图像。

10.根据权利要求8所述的智能处理模块，其特征在于，所述二极管显示面板为有机自发光二极管，所述有机自发光显示面板包括：

有机发光层；

电极组件，所述电极组件包括分布于所述有机发光层一侧的正电极，所述电极组件还包括分布于所述有机发光层另一侧的负电极；

所述电极组件在负载工作电压时激发所述有机发光层形成指定的图像。

11.一种家用电器，其特征在于，包括：

如权利要求1至10中任一项所述的智能处理模块；

传感单元，连接至所述智能处理模块，能够与所述智能处理模块的天线进行通信，用于检测所述家用电器的工况信息并反馈至所述天线，以供所述智能处理模块进行解析和显示。

12.根据权利要求11所述的家用电器，其特征在于，

所述家用电器为空调器。